磁力泵在醋酸生產(chǎn)中的應(yīng)用及故障分析

裴聲林，趙剛，張婕，李治水

（天津渤化永利化工股份有限公司，天津300450）

磁力泵是無機(jī)械密封、絕對(duì)無泄漏的離心泵，具有全封閉，不泄漏，安全性好，使用壽命長，運(yùn)行穩(wěn)定，噪音較小等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用在石油化工、制藥、環(huán)保及冶金等領(lǐng)域，尤其是輸送易燃、易爆、易揮發(fā)、強(qiáng)腐蝕及有毒有害的介質(zhì)。

醋酸生產(chǎn)中涉及到的介質(zhì)有醋酸、甲醇、碘甲烷、氫碘酸和氫氧化鉀等，具有易燃、易爆、易揮發(fā)、強(qiáng)腐蝕及有毒有害等特性,這些物質(zhì)泄漏不僅會(huì)造成環(huán)境污染,還可能造成其它事故，因此在醋酸裝置上液體輸送選用磁力泵較多[1]。但該泵存在液體不上量、泵自停、內(nèi)磁缸與隔離罩的磨損及軸套腐蝕等故障，對(duì)醋酸生產(chǎn)造成一定影響。進(jìn)行討論,為磁力泵的長周期穩(wěn)定運(yùn)行提供一定參考。

1 磁力泵基本構(gòu)造

磁力泵是一種通過磁驅(qū)動(dòng)輸送液體介質(zhì)的機(jī)械。磁力泵主要由泵體、磁力傳動(dòng)裝置、連接部件和電機(jī)等組成[2]，見圖1。磁力傳動(dòng)裝置是關(guān)鍵部分，由外磁缸、內(nèi)磁缸及隔離套組成，其中，隔離罩是不倒磁的，外磁缸和內(nèi)磁缸上鑲嵌有耐溫可達(dá)350℃的高性能釤鈷2.17級(jí)永磁體（Sm2Co17）。當(dāng)電機(jī)通過聯(lián)軸器和軸承箱帶動(dòng)外磁缸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過磁場(chǎng)磁感應(yīng)作用，內(nèi)磁鋼隨同外磁鋼一起旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)液體的輸送，從而將傳統(tǒng)的動(dòng)密封轉(zhuǎn)化為靜密封。由于泵軸、內(nèi)磁缸被泵體、隔離套完全封閉，從根本上解決了跑冒滴漏問題，徹底消除了介質(zhì)通過機(jī)械密封泄漏的隱患。

圖1 磁力泵結(jié)構(gòu)圖

2 甲醇低壓羰基化合成醋酸中磁力泵的常見故障

由于醋酸生產(chǎn)中含有氫碘酸等介質(zhì)，高溫下腐蝕性較強(qiáng)，因此在工藝條件特殊的地方均選用特材磁力泵，通常較多采用哈氏合金泵，即與介質(zhì)相接觸的部件均采用哈氏合金，價(jià)格也相當(dāng)不菲。但在其它地方采用不銹鋼磁力泵。在我公司醋酸裝置建設(shè)時(shí)，共采購33臺(tái)磁力泵，其中哈氏合金磁力泵有8臺(tái)。實(shí)際生產(chǎn)中，無論是哈氏合金泵，還是不銹鋼磁力泵，操作不熟練或?qū)ζ湫阅懿徽莆眨汲霈F(xiàn)過諸多故障，主要有：

2.1 輸送介質(zhì)中含有顆粒

醋酸合成工藝中，催化活性物質(zhì)為二碘二羰基銠。在無一氧化碳保護(hù)時(shí)，母液中的二碘二羰基銠容易轉(zhuǎn)化為三碘化銠而沉淀。由于內(nèi)外磁缸與隔離罩的間隙僅為0.5mm，固體顆粒的存在將會(huì)引起內(nèi)磁缸與隔離罩的磨損，長時(shí)間磨損最終造成設(shè)備損壞[3]。

防范措施：

（1）在泵入口加裝過濾器，并定期清理；（2）根據(jù)過濾器的檢查情況，確定是否對(duì)泵拆檢或清理；（3）加強(qiáng)醋酸合成工序工藝控制，避免催化劑沉淀。

2.2 泵的流量或壓力不足

在磁力泵調(diào)試期間或開工初期，經(jīng)常出現(xiàn)泵的流量或出口壓力不足。導(dǎo)致此問題的原因，有設(shè)計(jì)、制造及管道檢查等因素。

防范措施：

當(dāng)出現(xiàn)流量不足或不上量時(shí)，（1）檢查入口過濾器是否有堵塞，輸送介質(zhì)中是否含有雜物聚集在泵入口或葉輪內(nèi)；（2）檢查泵的進(jìn)口壓力，NPSH能否滿足要求；（3）檢查泵出口回流閥開度。

當(dāng)出口壓力不足時(shí)，（1）檢查出口流量是否過大；（2）檢查出口閥門開度，流量過大壓力下降。（3）檢查葉輪或口環(huán)是否有磨損，如果磨損壓力有明顯下降；（4）檢查壓力表波動(dòng)情況，若波動(dòng)很大，表明泵內(nèi)已經(jīng)氣蝕。

2.3 腐蝕

由于高溫下醋酸的腐蝕性增強(qiáng)，且工藝介質(zhì)中還含有少量的氫碘酸，在使用過程中脫水塔進(jìn)料泵（P072303AB，溫度130℃）過流部件雖然采用哈氏B，運(yùn)行3～5年后定位銷、定位螺栓及轉(zhuǎn)子等出現(xiàn)腐蝕斷裂，內(nèi)磁鋼直接磨損隔離套，造成內(nèi)磁鋼和隔離套損壞。

防范措施：（1）定位銷、定位螺栓及泵軸選用耐腐蝕等級(jí)高的材料；（2）定期進(jìn)行檢查定位銷和定位螺栓等，出現(xiàn)問題及時(shí)更換。

2.4 電機(jī)電流過大

當(dāng)泵的出口流量超過設(shè)計(jì)值，而超載運(yùn)行，或輸送介質(zhì)粘度和比重較高，以及軸承有損壞時(shí)，出現(xiàn)電機(jī)電流過大。

防范措施：（1）開車前，手動(dòng)盤車是否正常；或者在泵運(yùn)行時(shí)聽聽軸承箱內(nèi)是否有噪聲，必要時(shí)拆檢電機(jī)軸承和軸承箱內(nèi)軸承，確認(rèn)是否損壞；（2）檢查出口流量是否超過設(shè)計(jì)值；（3）檢查操作參數(shù)和工藝控制是否有異常。

2.5 防干轉(zhuǎn)保護(hù)器

磁力泵的潤滑和冷卻是靠輸送的工藝介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)，因此，在無工藝介質(zhì)的情況下，磁力泵嚴(yán)禁進(jìn)行運(yùn)行。在出口閥關(guān)閉的情況下，如果泵連續(xù)干運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間超過2min，就會(huì)出現(xiàn)軸承干磨，溫度升高，內(nèi)外磁缸上的釤鈷永磁體由可逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成不可逆轉(zhuǎn)，最終使內(nèi)外磁缸、隔離罩和軸承等部件損壞。

處理措施：（1）增加防干轉(zhuǎn)保護(hù)器（也稱功率保護(hù)器，是以微信息處理機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字負(fù)荷監(jiān)測(cè)裝置，使磁力泵避免低載或過載狀態(tài)，或者觸發(fā)警報(bào)裝置或運(yùn)行程序）[4]；（2）設(shè)置泵回流管線。

3 結(jié)束語

目前，我國醋酸的生產(chǎn)能力接近1000萬t/a，鑒于醋酸生產(chǎn)的特殊性，磁力泵以其安全穩(wěn)定、無泄漏等優(yōu)點(diǎn)在醋酸裝置上應(yīng)用普遍。隨著國家環(huán)保政策及環(huán)保檢查越來越嚴(yán)格，對(duì)化工企業(yè)而言，除了三廢排放外，因泄露造成的VOC排放也屬于環(huán)保檢查的內(nèi)容之一，在此條件下，高密封、低能耗、維護(hù)方便的磁力泵應(yīng)用也就越來越普遍。

參考文獻(xiàn):

［1］李國坤,賈汝正,姬全勝.磁力傳動(dòng)和磁力泵[J].中國稀土學(xué)報(bào),1994,(12):534-537.

［2］趙克中.磁力泵驅(qū)動(dòng)技術(shù)與設(shè)備[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．

［3］貝宗琍.醋酸化工生產(chǎn)中磁力泵的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].石油石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012（06）.

［4］勝達(dá)因NMD無泄漏磁力驅(qū)動(dòng)泵產(chǎn)品介紹樣本及安裝維護(hù)手冊(cè)[Z].